Тепловое действие тока практическое использование в строительстве

Электрический ток. Електричний струм

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Источник тока – приспособление для создания и поддержки электрического поля. В источниках тока происходит разделение зарядов на полюсах; в результате выполнения раздела разрядов все виды энергии превращаются в электрическую.

Виды источников тока:

1. Электрическая машина;

3. Химические элементы: (аккумуляторы, батарейки и т.д.);

5. Солнечная батарея.

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение свободных электронов. За направление электрического тока принято такое направление, куда могли бы двигаться положительно заряженные частицы. От «+» к «-», но через всю цепь.

Действие электрического тока:

1. Химическое действие электрического тока – получение чистых металлов из их растворов. Применение: в гальванических ваннах покрывают (напыляют ценными металлами изделия);

2. Тепловое действие тока – выделение тепла из нагревательного элемента (электропечь, утюг). Применение: для приготовления пищи, для освещения, обогрева помещения.

3. Магнитное действие тока – явление взаимодействия тела с током и магнита. Применение: магнитное действие катушки с током и магнита используют в устройстве прибора, называемого гальванометром.

Сила тока

Сила тока – физическая величина, характеризующая количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника за единицу времени.

q — количество электричества;

t — время

1 КилоАмпер (1КА) = 1000 А;

Напряжение

Напряжение – физическая величина, характеризующая электрическое поле, создаваемое электрическим током в участке цепи.

q – величина заряда

1 Кілоампер (1КА) = 1000 А;

Напруга

Напруга — фізична величина, що характеризує електричне поле, створюване струмом в ділянці ланцюга.

q — величина заряду

Электропроводность

Электропроводность – характеризует способность проводника проводить электрический ток.

k – коэффициент пропорциональности = См (Симменс)

Електропровідність

Електропровідність — характеризує здатність провідника проводити електричний струм.

k — коефіцієнт пропорційності = См (Симменс)

Закон Ома

ЗАКОН ОМА для участка цепи: Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению данной цепи.

То есть сила тока зависит от напряжения и сопротивления в электрической цепи.

R – сопротивление, Ом;

Сопротивление

Сопротивление – физическая величина, характеризующая способность проводника проводить электрический ток.

Сопротивление зависит от параметров проводника и вещества.

l – длина проводника, м;

S – площадь поперечного сечения (толщина) проводника, мм 2 ;

σ – удельное сопротивление проводника, Ом

ЗАКОН ОМА для дiлянки ланцюга: Сила струму в електричному ланцюгу прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору цього ланцюга.

Тобто сила струму залежить від напруги і опору в електричному ланцюгу.

Опiр

Опір — фізична величина, що характеризує здатність провідника проводити електричний струм.

Опір залежить від параметрів провідника і речовини.

l — довжина провідника, м;

S — площа поперечного перерізу (товщина) провідника, мм2;

σ — питомий опір провідника, Ом

Резистор – проводник, обладающий определенным сопротивлением. Он служит для изменения сопротивления в цепи.

Реостат – прибор, с помощью которого можно регулировать силу тока в цепи.

Потенциометр – прибор, с помощью которого можно регулировать и распределять силу тока в цепи.

Резистор — провідник, який володіє певним опором. Він служить для зміни опору в ланцюзі.

Реостат — прилад, за допомогою якого можна регулювати силу струму в ланцюзі.

Потенціометр — прилад, за допомогою якого можна регулювати і розподіляти силу струму в ланцюгу.

Правила электробезопасности в повседневной жизни

Коварная особенность электроэнергии заключается в том, что она невидима, не имеет запаха, цвета, и обнаружить ее человек не может, так как для этого у него нет соответствующих органов чувств.

Электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается включенным в цепь прохождения тока. Опасная ситуация возникает тогда, когда он, с одной стороны, касается неисправной изоляции или металлического предмета, оказавшегося случайно под напряжением, а с другой – земли, труб центрального отопления и других заземленных предметов.

Ниже приведены правила, повседневное соблюдение которых поможет не только предотвратить несчастный случай, но и явится хорошей профилактикой пожара в вашем доме.

Основные правила безопасного обращения с электрической энергией.

1. Неукоснительно соблюдайте порядок включения электроприбора в сеть: шнур сначала подключайте к прибору, а затем к сети. Отключение прибора производится в обратном порядке.

2. Не вставляйте штепсельную вилку в розетку мокрыми руками.

3. Предостережение для любителей музыки: никогда не ставьте включенную в сеть электроаппаратуру на край ванны с водой или в непосредственной близости от нее, чтобы не подвергать себя смертельной опасности.

4. Когда моете холодильник, другие электробытовые приборы, меняете лампочку или предохранитель убедитесь в том, что они отключены от электропитания.

5. Не прикасайтесь к нагреваемой воде и сосуду (если он металлический) при включенном в сеть электронагревателе.

6. Не пользуйтесь электроприборами с поврежденной изоляцией.

7. Не вынимайте вилку из розетки, потянув ее за шнур (он может оборваться, оголив провода, находящиеся под напряжением). Не ремонтируйте вилки электроприборов с помощью изоленты, меняйте их сразу, если они вышли из строя.

8. Не пользуйтесь электроутюгом, плиткой, чайником, паяльником без специальных негорючих подставок.

9. Не пользуйтесь предназначенными для помещений электробытовыми приборами (чайник, утюг, настольная лампа и др.) в других местах, где нет пола, не проводящего электрический ток. (Земляной пол может стать причиной электротравмы.).

10. Не включайте в розетку более трех электроприборов. В случае подключения мощных энергопотребителей (электрический чайник, тостер, утюг) старайтесь не использовать их одновременно.

11. Не оставляйте без присмотра включенные в сеть электронагревательные приборы.

12. Не используйте бумагу или ткань в качестве экрана или абажура электролампочки.

13. Не пытайтесь починить перегоревшие пробки с помощью самодельного «жучка».

14. Уходя из дома, выключайте свет и электроприборы.

Также помните, что прикасаться к провисшим или лежащим на земле проводам всегда опасно – можно попасть под действие электрического тока в результате повреждений на линиях электропередач.

Опасно влезать на крыши домов и строений, где вблизи проходят электрические провода, на опоры (столбы) воздушных линий электропередач; не меньшую опасность представляют игры под такими линиями.

Знайте, что проникновение детей, подростков в помещения с распределительными устройствами, силовыми щитками, на трансформаторные подстанции грозит смертельной опасностью.

Электрическая энергия может стать причиной пожара при следующих обстоятельствах:

— коротком замыкании, которое случается, когда нарушается целостность изоляции и происходит соединение двух оголенных проводков одного электрического провода. При этом наблюдается мощное искрение;

— самовозгорании включенной в сеть бытовой видео-аудио-радиоэлектронной аппаратуры (телевизоров, компьютеров);

— плохом контакте в вилках и электрических розетках – в этом случае происходит их нагрев с последующим возгоранием электропроводки;

— неосторожном обращении с утюгом, электрической плитой, электронагревательными приборами, особенно самодельными;

— ремонте электроприбора, не отключенного от сети;

— сушке белья над электронагревательным прибором или при бесконтрольном приготовлении пищи;

— неисправности или использовании самодельной новогодней электрической гирлянды.

Признаки возможного загорания электроприборов.

1. Дым или запах горелой резины (пластика, дерева).

2. Сильный нагрев отдельных частей или прибора в целом.

3. Искрение, вспышки света, треск, гудение в приборе.

При появлении любого из этих признаков необходимо немедленно отключить прибор от электрической сети.

Меры пожарной безопасности при эксплуатации телевизоров.

Не применяйте нестандартные предохранители. Не оставляйте телевизор включенным в сеть надолго и без присмотра. Не ставьте телевизор в нише мебельной стенки, у батарей центрального отопления, не накрывайте газетой или ковриком. Это ухудшает циркуляцию воздуха, приводит к перегреву, в результате чего возможно появление синеватого дыма, потрескивание и разрыв электронно-лучевой трубки. Подход к розетке должен быть максимально доступным и безопасным для быстрого отключения из сети горящего прибора. Вокруг телевизора не следует складировать легкогорючие материалы (шторы, книги, газеты, пластиковые салфетки и прочее), а также ставить на него сверху цветочную вазу с водой, особенно если в доме есть дети или животные, которые могут пролить воду и устроить короткое замыкание.

Следует иметь ввиду, что «режим ожидания» (светящийся фотодиод) у телевизора, музыкального центра, компьютера и другой техники – это пожароопасный режим работы электроприбора.

Могут загореться телевизоры, иногда даже выключенные, но с оставленной в электросети вилкой.

Первыми признаками неисправности телевизора могут служить увеличение яркости, возрастание числа помех, искажение изображения. Потрескивание и появление синеватого дыма свидетельствуют, что скоро может случиться разрыв оболочки электронно-лучевой трубки. В случае появления указанных признаков немедленно отключите телевизор от электросети.

При загорании телевизора необходимо предпринять следующие действия.

1. Выдерните шнур электропитания из розетки.

2. Накройте телевизор смоченной плотной тканью (покрывалом, курткой, ковриком) – это исключит доступ воздуха к пламени. Тушить огонь можно и водой, но при этом следует стоять сбоку, так как возможен взрыв кинескопа.

3. Чтобы избежать отравления продуктами горения, дышите через влажное полотенце, покиньте помещение.

4. Вызовите пожарную охрану.

5. Только после ликвидации загорания проветрите помещение. Ничего не убирайте, чтобы пожарные смогли установить причину пожара и составить акт о пожаре.

Аналогично действуйте и при загорании других электробытовых приборов.

Имейте в доме на случай загорания электроприборов наготове плотное одеяло или покрывало (не синтетическое).

Если же в первую минуту справиться с загоранием не удалось и огонь вышел за пределы корпуса телевизора, срочно покидайте помещение ввиду того, что выделяющиеся продукты горения очень токсичны. Уходя, закройте окно и плотно закройте за собой двери – во избежание развития пожара. Звоните в пожарную охрану, оповестите о пожаре соседей.

Дети и электричество.

К ожогам различной степени тяжести и, что самое печальное, к смерти может привести пренебрежение правилами электробезопасности.

Следует помнить, что природная детская страсть к «исследованиям» может привести к трагическим последствиям.

Не лишним будет знать, что организм ребенка обладает более низким электрическим сопротивлением, чем организм взрослого человека. Следовательно, сила воздействия электрического тока на детский организм существенно выше, чем на взрослого. Удар электрического тока напряжением 220 В, для взрослого будет лишь чувствительным, тогда как для ребенка может оказаться смертельным.

Вывод: задача взрослых – создать условия, при которых ребенок ни при каких обстоятельствах не сможет коснуться проводов или приборов, которые находятся или могут оказаться под напряжением.

Следует неукоснительно выполнять ряд важных правил электробезопасности:

— маленькому ребенку недопустимо позволять самостоятельно втыкать вилку в розетку или выдергивать ее оттуда – пальцами он может замкнуть контакты вилки на себя;

— розетки и выключатели должны размещаться на высоте, недоступной для ребенка, или быть загорожены предметами мебели, которые он не сможет самостоятельно отодвинуть (шкаф, тяжелая тумба);

— те розетки, до которых ребенок может дотянуться рукой, должны быть закрыты специальными заглушками (они продаются в магазине электротоваров);

— тройники, находящиеся в доступном месте (например, около телевизора или компьютера), должны иметь специальные отодвигающиеся заслонки – в гнезда такого тройника ребенок не сможет самостоятельно вставить вилку электроприбора или воткнуть какой-либо предмет (гвоздь, шпильку, булавку и т.п.).

Тепловое действие тока практическое использование в строительстве

Изучение устройства электронагревательных установок и правил их эксплуатации.

Электрический нагрев обладает значительным техническим преимуществом: постоянная готовность к действию электро­тепловых установок, возможность полной автоматизации про­цессов нагрева с поддержанием температуры в установленных пределах (в инкубаторах, пастеризаторах и т. п.), малые капи­тальные затраты, хорошие санитарно-гигиенические условия. В практике применяют различные способы электронагрева: сопротивлением, индукционный, электродуговой, диэлектрический, электронно-лучевой, инфракрасными лучами.

В сельскохозяйственном производстве нашел широкое при­менение электронагрев сопротивлением. При этом способе ис­пользуется тепловое действие электрического тока. Проходя по твердым телам (проводникам) или жидким средам, электри­ческий ток нагревает их.

Электронагревательные установки сопротивления бывают прямого и косвенного электронагрева. При прямом электрона­греве преобразование электрической энергии в тепловую про­исходит в результате прохождения электрического тока непо­средственно по нагреваемой среде (вода, молоко и другие про­водящие среды). При косвенном электронагреве электрический ток проходит по специальному нагревательному элементу, от которого тепло передается нагреваемой среде.

В установках с прямым (электродным) нагревом нагревае­мая среда помещается между электродами, которые подклю­чаются к электрической цепи переменного тока. Электрический ток, протекая по среде между электродами, нагревает ее. Уста­новки с прямым нагревом называют электродными нагревате­лями.

В животноводстве электродные нагреватели применяют в ос­новном для нагрева воды. Электродные водонагреватели прос­ты по конструкции и удобны в эксплуатации. Основной недо­статок — значительное увеличение потребляемой мощности от начала нагрева воды до конца (примерно в пять раз при нагре­ве воды от 10 до 100°С). Это объясняется тем, что с повыше­нием температуры воды уменьшается ее удельное сопротивле­ние. Другим недостатком этих нагревателей является непосред­ственный контакт между электродами и средой (водой), что по­вышает опасность поражения электрическим током людей и жи­вотных.

В установках с косвенным (элементным) нагревом теплота выделяется при прохождении тока через нагревательные эле­менты. Установки с косвенным нагревом называют элемент­ными.

Нагревательные элементы изготовляют в форме ленты или проволоки из материала, обладающего следующими физико-техническими свойствами: большим удельным сопротивлением, высокой температурой плавления, малым температурным коэф­фициентом сопротивления, устойчивостью к окислению.

Для изготовления нагревательных элементов применяют; ни­хром, фехраль, констант и другие проводниковые материалы.

Нагревательные элементы могут быть открытыми и закры­тыми.

Закрытые нагревательные элементы не имеют непосредст­венного контакта с нагреваемым материалом. В практике’ ши­роко применяют трубчатый электрический нагреватель (ТЭН). Он представляет собой металлическую трубку, внутри которой в кварцевом песке или в плавленой окиси магния находится спираль из нихромовой или константановой проволоки. Трубки герметизированы. Срок службы ТЭНов около 10 000 ч.

Рассмотрим устройство и работу некоторых типов электро­нагревателей.

Водонагреватель-термос — типа ВЭТ предназна­чен для нагрева воды до заданной температуры (от 8 до 90°С) и сохранения ее в горячем состоянии. Они состоят из стально­го сварного резервуара вместимостью от 200 до 1600 л, ко­жуха с крышкой, нагревательного устройства, температур­ного реле. Между кожухом и резервуаром размещен тепло­изоляционный слой 3 из стеклянной или шлаковой ваты. Водо­нагреватели комплектуются станцией управления с автомати­ческим выключателем и магнитным пускателем.

А – устройство; б – электрическая схема; в — температурное реле; 1 – кожух; 2 — резервуар; 3 – теплоизоляция; 4,7 – патрубки; 5 – температурное реле; 6 — нагревательное устройство; 8 – кран спускной; 9 – изоляционная вставка; 10 – термометр; 11 – ртутный переключатель; 12 – Г-образный палец; 13 – обойма; 14 — биметаллическая спираль; 15 – валик; 16 – трубка; 17 – противовес; 18 – упор; Г1 — рубильник; Г2,Г3, Г4 – предохранители; К – магнитный пускатель; Т – терморегулятор.

Нагревательное устройство состоит из нескольких трубчатых электрических нагревателей (ТЭНов) с питанием от сети с на­пряжением 220 В.

Температурное реле служит для автоматическо­го включения и выключения нагревательного устройства в за­висимости от температуры воды. Оно состоит из биметаллической пластинчатой спирали, один конец которой прикреплен к корпусу, а другой соединен с валиком и укрепленным на ва­лике ртутным переключателем. Перед включением водонагре­ватель заполняют водой; пока она не потечет через разборную трубу. Затем нажимают на пусковую кнопку автомата. Через замкнутые контакты температурного реле включается катушка магнитного пускателя, который, в свою очередь, включает труб­чатые электрические нагреватели. По мере нагрева воды спи­раль закручивается и поворачивает валик с Г-образным паль­цем, который наклоняет ртутный переключатель. Когда тем­пература воды достигнет верхнего заданного предела, ртутный переключатель повернется настолько, что ртуть в нем перель­ется в одну сторону, и цепь катушки магнитного пускателя разомкнется, и, следовательно, отключаются нагревательные эле­менты. С охлаждением воды охлаждается и температурное ре­ле, которое вновь включит магнитный пускатель и нагреватель­ные элементы.

Необходимую температуру нагрева воды устанавливают по шкале температурного реле. При повороте рычажка по часо­вой стрелке устанавливаемая температура нагрева увеличива­ется, при повороте рычажка против часовой стрелки — умень­шается. К водопроводной сети водонагреватель присоединяют через резиновый шланг (изоляционная вставка) 9 длиной не менее 1 м. Резиновый шланг служит для электроизоляции во­допровода от водонагревателя. При пуске в эксплуатацию водонагреватель наполняют хо­лодной водой, открыв вентиль на питающем трубопроводе. Как только вода потечет из патрубка горячей воды, закрывают вентиль на питающем трубопроводе и включают нагреватель­ное устройство в сеть.

Горячую воду из резервуара забирают через патрубок, от­крыв предварительно вентиль на питающем трубопроводе. При открытом вентиле холодная вода из водопровода поступает че­рез патрубок холодной воды в резервуар и вытесняет нагре­тую воду через патрубок горячей воды. В результате резер­вуар всегда наполнен водой.

Нагретую воду нельзя разбирать через спускной кран при включенном нагревательном устройстве, так как уровень воды в резервуаре может опуститься ниже нагревательных элемен­тов и последние, нагреваясь без воды, могут выйти из строя. Поэтому включать нагревательное устройство в электросеть можно только при заполненном водой резервуаре.

Водонагреватели типа ВЭТ рассчитаны на питание водой от водопроводной сети давлением не более 300 кПа. Водонагрева­тель устанавливают на постаменте из кирпича или дерева. Его корпус обязательно заземляется или зануляется. Водонагре­ватель может питаться от сети переменного тока напряжением 380 или 220 В. Если напряжение сети 380 В, нагревательные элементы соединяют «звездой», при напряжении сети 220 В их соединяют «треугольником». Такую конструкцию имеют элект­рические водонагреватели-термосы ВЭТ-200, ВЭТ-400, ВЭТ-800, ВЭТ-1600.

Проточные водонагреватели типа ЭВП предназначены для подогрева проточной воды во время ее непосредственного по­требления Вода может подогреваться до любой заданной тем­пературы в пределах до 90°С.

Проточный водонагреватель типа ЭВП представля­ет собой цилиндрический резервуар, закрытый металлическим кожухом, предназначенным для теплоизоляции и огражде­ния горячей поверхности резервуара от прикосновения. Внутри резервуара вдоль его оси размеще­ны три трубчатых нагревательных элемента, которые могут быть сое­динены в «звезду» или «треуголь­ник» в зависимости от напряжения сети. Сверху на резервуар надета крышка с резиновой прокладкой. В крышке имеется шесть отверстий для вывода концов нагревательных элементов. Водонагреватель присое­диняется к водопроводной сети по­средством изолирующих резиновых шлангов (вставок) длиной 1 м каждый. Холодная вода из водо­провода подается в резервуар через кран 6 и нижний (входной) патру­бок, омывает нагревательные эле­менты, нагревается и выходит из резервуара через верхний патрубок. Температура нагрева за­висит от количества воды, протекающей через водонагреватель в единицу времени. Чем больше протечет воды, тем ниже бу­дет ее температура. Поэтому температуру нагреваемой воды ре­гулируют вентилем, уменьшая или увеличивая подачу воды в резервуар.

На верхнем патрубке установлены термометр и предохра­нительный клапан, который служит для предотвращения воз­можности взрыва при интенсивном парообразовании (напри­мер, в случае прекращения притока воды). Для включения во­донагревателя надо открыть вентиль и пустить воду из водо­провода в резервуар, а потом включить нагревательные эле­менты в электрическую сеть.

Схема автоматики водонагревателя ЭВП-2А позволяет осу­ществлять двухпозиционное регулирование температуры выход­ной воды. Проточные электроводонагреватели типа ЭВП вы­пускаются промышленностью в различных модификациях.

Кроме рассмотренных электроводонагревателей, на живот­новодческих фермах применяются электрические нагреватели УАП-1600/0,2,ЭВ-Ф-15А, УАП-300/0.2-М1, УАП-400/0,9-М1 и др.

Электрокалориферные установки предназначены для нагре­ва воздуха в системах приточной вентиляции животноводческих, птицеводческих и других сельскохозяйственных помещений. Их можно также использовать для сушки различных материалов, трав, сена, зерна и т. д. Нагрев воздуха в электрокалориферах осуществляется труб­чатыми нагревательными элементами, оребренными алюмини­ем. Применяются также открытые нагревательные элементы. Нагревательные элементы установлены в камере нагрева на пу­ти движения воздуха. Количеством нагревательных элементов регулируют мощность (теплопроизводительность) электрокало­риферной установки. Температуру нагретого воздуха при по­стоянном числе элементов можно изменять, варьируя произво­дительность вентилятора.

Наша промышленность выпускает электрокалориферные ус­тановки серии СФОА. Эти установки просты по конструкции, компактны, удобны в эксплуатации, могут быть легко автома­тизированы.

Электрокалориферная установка (рис. 90) состоит из эле­ктрокалорифера, центробежного вентилятора, электродви­гателя 6 и шкафа с аппаратурой автоматического управления. Для сельского хозяйства выпускают калориферы мощностью от 5 до 100 кВт на напряжение 380/220 В. Выпускаются эле­ктрокалориферы и другого типа (НЭК-В1, 1СФО-18/0.5Т, ЭК, ЭКВидр.).

Электробрудеры Предназначены для местного обогрева цып­лят в первый месяц их выращивания при напольном содержа­нии.

Электрический зонтичный брудер БП-1 состоит из пирамидального шестигранного зонта, обогревателя, темпе­ратурного реле и подвески.

Обогреватель представляет собой усеченный конус, на боко­вой поверхности которого установлены четыре трубчатых эле­ктронагревателя типа ТЭН, соединенных попарно в две груп­пы. Мощность каждого элемента 300 Вт при напряжении 110В. Заданное значение температуры под зонтом поддерживается при помощи терморегулятора, который состоит из мембран­ного датчика, заполненного эфиром, промежуточного реле, микровыключателя, регулировочного винта с механизмом от­ключения и тумблера для включения и отключения лампы ос­вещения. Для контроля за работой нагревательных элемен­тов ТЭНов служит сигнальная лампа Я.

При включенном электробрудере ток из сети через контакты температурного реле поступает в катушку проме­жуточного реле и через его контакты на нагреватели (ТЭН). В случае превышения установленной температуры контакты температурного реле размыкаются и отключаются ТЭНы и сигнальная лампа. При понижении температуры под бруде­ром температурное реле срабатывает и включает нагревате­ли с сигнальной лампой. Подвешивают брудеры к потолку зда­ния. По мере роста цыплят брудер при помощи лебедочного устройства поднимают. Электробрудер БП-1 потребляет мощ­ность 1,2 кВт и рассчитан на напряжение 220В.

Электрообогреваемые полы получают все более широкое применение на животноводческих и птицеводческих фермах. Они улучшают микроклимат в помещениях и предохраняют жи­вотных от простудных заболеваний. Полы нагреваются нагре­вательными проводами или стальной оцинкованной проволокой. Для этих целей применяются провода марок ПОСХВ и ПОСХП.

При устройстве пола (глинобитного или бетонного) на хо­роший уплотненный грунт укладывают гидроизоляцию из толя или полиэтиленовой пленки в два слоя. На гидроизоляцию (ес­ли пол бетонный), покрытую песком, укладывают тепловую изо­ляцию. В качестве изоляции применяют пенобетон, пенопласт, керамзит или котельный шлак, который насыпают слоем тол­щиной до 150 мм. На теплоизоляцию кладут бетон. В слое бе­тона прокладывают нагревательные провода, сверху которых помещают экранирующую металлическую сетку. Толщина слоя бетона может составлять от 60 до 200 мм в зависимости от ме­ханической нагрузки на пол и графика снабжения электроэнер­гией. При частом отключении энергии толщину полов делают больше, чтобы увеличить их теплоаккумулирующую способ­ность. При бесперебойном снабжении электроэнергией толщи­ну слоя бетона делают не более 60 мм, толщину слоя под на­гревательным проводом — около 40 мм. При устройстве глино­битного пола на гидроизоляцию насыпают песок слоем около 100 мм, в котором прокладывают зигзагом нагревательные про­вода. На песок укладывают экранирующую сетку и затем глиносоломенную смесь или же глинобетон. Экранирующую сетку заземляют или зануляют. Нагревательное устройство пола раз­бивают на несколько секций с самостоятельным управлением.

В зависимости от возраста животных температуру пола поддер­живают в определенных пределах с помощью температурного двухпозиционного датчика или реле.

Знакомство с проводниками, полупроводниками и диэлектриками: технические характеристики

Что главное в материалах, которые используются для электричества? Главным их свойством является токопроводимость. Такие материалы делятся на три вида — проводники, полупроводники, диэлектрики.

Сегодняшняя статья посвящена именно этим материалам. Мы подробно рассмотрим что они из себя представляют, для чего используются и каким образом пропускают ток.

Итак, начнем с проводника

Проводник — это материя, которая состоит из свободных носителей заряженных частиц. При движении этих частиц возникает тепловая энергия, поэтому ему дали название — тепловое движение.

Есть два основных параметра проводника — сопротивление, обозначается буквой R или же проводимость, обозначается буквой G. Проводимость это показатель противоположный сопротивлению — G=1/R.

То есть проводник — это материал, который ведет ток.

Что же является проводником. Металлы — лучшие проводники, особенно медь и алюминий. Также проводниками являются солевые растворы, влажный грунт, углерод. Последний нашел широкое применение в работе со скользящими связями.

Примером такого применения являются щетки в электрическом двигателе. Человеческое тело — тоже проводник электрического тока. Но электропроводные свойства у вышеперечисленных материалов все же ниже, чем в металлах.

Сама структура металлов предполагает в себе огромное количество свободных заряженных частиц, что и делает их лучшими проводниками.

Когда металл попадает под действие электрических полей, то происходит процесс так называемой электроиндукции. То есть заряженные частицы начинают активно двигаться и распределятся.

Перейдем к диэлектрикам

Диэлектрик — это материя, которая не подчиняется воздействию электрического поля, то есть не пропускает через себя ток, а если и пропускает, то в незначительном количестве.

Происходит это потому, что они не обладают свободно передвигающимися частицами — носителями тока, поскольку в них очень сильная атомная связь.

В жизни такими веществами выступают резина, керамические компоненты, стекло, отдельные виды смол, дистиллированная вода, карбонит, фарфор, текстолит, а так же сухое дерево и так далее.

Именно благодаря свои свойствам, вышеперечисленные материалы являются основой корпусов различных электрических приборов, выключателей, розеток, вилок и других приспособлений, которые контактируют с электричеством непосредственно.

Изоляционные элементы в сетях также изготовляются из диэлектрических материалов.

Но, не все так просто и с диэлектриками. Если пропускать через них ток выше нормы, хранить их или устанавливать в среде с высокими показателями влажности или неправильно их использовать, то можно вызвать такое явление, как «пробой изолятора» — это означает, что материал диэлектрика теряет свои токонепроводимые функции и становится проводником.

То есть, если в двух словах описать ситуацию, то основное в диэлектрике — это его электроизоляционные способности. Таким образом эти приборы помогают нам защититься от травмирующего воздействия электричества.

Свойства диэлектрика измеряются его электрической прочностью — это показатель, который равняется с напряжением пробоя диэлектрика.

И наконец мы дошли до полупроводников

Полупроводники называются так, потому что у них есть свойство проводить ток, но не всегда. Для этого данному веществу необходимо создать специальные условия. Нужно подать к нему энергию в определенным количестве.

Свои свойства полупроводник имеет потому, что в его структуре очень мало частиц, являющихся свободными носителями, а может быть такое, что их там вовсе нет. Но, стоит повлиять на них определенной энергией — и они появляются и активно двигаются.

Энергия может быть не только электрической, также можно воздействовать тепловой энергией, или различными излучениями. Например, свободно движущиеся элементы появляются при влиянии излучения в УФ-Спектре.

Материалами с такими свойствами являются германий, кремний, так же это может быть смешение арсенида и гелия, мышьяк, селен и прочие.

Применение полупроводников может быть различное. Из данного материала делают микросхемы, светодиоды, транзисторы, диоды и многое другое.

Для того, чтоб более подробно объяснить работу полупроводника, применим к нему так называемую зонную теорию. Упомянутая теория объясняет существование или неимение свободных заряженных частиц в отношении конкретных энергетических уровней.

Энергетический уровень (слой) — это число простых частиц, таких как молекул, атомов, то есть электронов. Данный показатель измеряется в Электронвольтах (ЭВ).

Следует обратить внимание на то, что слои проводника составляют непрерывную диаграмму от зоны валентности и до зоны проводимости. Если эти две зоны осуществляют накладку друг на друга, то возникает зона перекрытия.

В соответствии с влиянием некоторых влияний, например электрических полей, температурного режима и прочего, число электронов может меняться.

Исходя из вышеописанных процессов электроны при минимальной энергетическом воздействии начинают движение в проводнике.

Полупроводники между двумя вышеупомянутыми зонами имеют еще зону запрещенную. Величина данной зоны показывает количество той энергии, которой будет достаточно для проведения тока.

Диэлектрики по структуре похожи на полупроводники, но их защитный шар намного больше благодаря внутренним связям материала.

Мы рассказали о главных свойствах проводников, полупроводников и диэлектриков. Можно сделать вывод, что отличаются они друг от друга своей проводимостью тока. Именно из-за этого у каждого материала есть своя зона применения.

Так, проводники применяются там, где нужна стопроцентная проводимость тока.

Использование диэлектриков приходится на изготовление различной изоляции токопроводящих участков.

Ну, а полупроводники активно применяют в электронике.

Думаем, данная статья раскрыла перед вами все нюансы работы проводников, диэлектриков и полупроводников, их основные отличия и сферы применения.